Рис. 1. Погружные эрлифтные насосы типа НЭ-50П и НЭ-63,5П.
1 — верхняя часть бурильной колонны; 2 — переходник на эрлифтные трубы; 3 — муфта с отверстиями для излива жидкости; 4 — наружные (водоподъемные) трубы; 5 — внутренняя (воздухоподводящая) трубка; 6 — смеситель (нижний конец воздухоподводящих труб); 7 — нижняя часть бурильной колонны; 8 — наружная шламовая труба; 9 — внутренняя шламовая труба закрытого типа; 10 — шламоотводная трубка; 11 — тройной переходник; 12 — колонковая труба; 13 — буровая коронка. H — длина эрлифтного насоса (длина воздухоподводящей трубки); h — глубина погружения эрлифтного насоса под статический уровень.

Трубы изготовляются цельнотянутыми из стали с сопротивлением разрыву 55—65 кГ/мм1 при удлинении не менее 12% путем горячей прокатки и последующей горячей или холодной протяжки. Основные размеры обсадных труб для геологоразведочного бурения приведены в табл. 68. Для труб с наружным диаметром 34, 44, 57 и 73 мм сочетание отклонений по наружному диаметру и толщине стенки доляшо обеспечить размер внутреннего диаметра соответственно не более 27,3; 37,6; 50,25 и 66,25 мм.

По способу соединения обсадные трубы разделяются на ниппельные и безниппельные. Соединение труб с наружным диаметром от 146 до 108 мм включительно производится при помощи ниппелей. В этом случае оба конца трубы имеют внутреннюю нарезку, а оба конца соединительного ниппеля — наружную нарезку. Обсадные трубы с наружным диаметром 89” мм могут быть соединены как непосредственно (без ниппелей), так и ниппелями. Для этой цели один конец обсадной трубы имеет ленточную правую внутреннюю резьбу, а другой — такую же, но наружную резьбу. Таким образом, обсадные трубы большого диаметра, соединяемые ниппелями, образуют гладкоствольную колонну с наружной стороны. Трубы, соединяемые непосредственно (без ниппелей), составляют гладкоствольную колонну как с наруяшой, так и с внутренней стороны.

На каждой трубе на расстоянии не более 200 мм от одного из концов должны стоять четкие клейма завода-изготовителя и его-ОТК и размер наружного диаметра. Трубы с левой резьбой должны иметь посредине широкий поясок, нанесенный светлой краской с надписью «Левая». Резьба и обработанные поверхности труб и ниппелей доляшы быть покрыты предохраняющей от коррозии смазкой. Для предохранения резьбы от повреждений на концы труб и ниппелей навинчиваются предохранительные кольца или пробки. Каждая партия труб и ниппелей должна сопровождаться документом, удостоверяющим соответствие труб и Ниппелей существующему стандарту.

Ниппели для соединения обсадных труб представляют собой короткие патрубки с наруяшой ленточной правой резьбой по калибру труб на обоих концах. Диаметр ненарезанной части соединительного ниппеля равен наружному диаметру обсадной трубы, а внутренний диаметр ниппеля меньше внутреннего диаметра ее на 1,5—2,0— 2,5 и 3,0 мм.

3) Нарушение целостности резьбовых соединений труб при их расхаживании в процессе замедленного спуска или неожиданных остановок колонны. В этом случае имеем дело с аварией обсадной колонны с последующими ловильными работами по извлечению разъединившихся частей колонны. Такого рода осложнения с обсадными трубами могут быть в результате сборки колонны из труб различной степени износа, когда образуются слабые звенья в колонне, не выдерживающие усилий, возникающих при расхаживании, или вследствие нарушений правил предварительной подготовки и проверки труб, например, большие недовертки в резьбовых соединениях, недопустимая слабина нарезки в результате неточной калибровки резьбы или значительной ее разработки, наличие сорванных или смятых ниток резьбы, установка подмоток в слабых винтовых соединениях и пр.

Первым признаком возможного осложнения при спуске труб является внезапное замедление продвижения колонны в стволе, несмотря на необходимую слабину натяжки талевого каната. Очень опасны при спуске неожиданные мгновенные остановки колонны, после которых трубы, преодолев отдельные неровности на стенках скважины, могут стремительно опускаться вниз. Опасность заключается в том, что при неожиданной остановке колонны образуется значительная слабина талевого каната, вследствие чего колонна может свободно падать в скважину на длину слабины каната. При этом возникает большая ударная нагрузка на вышку и талевую систему. При спуске тяжелых колонн в глубоких скважинах ударные нагрузки могут вызвать разрыв талевого каната, соскакивание каната с роликов кронблока и талевого блока или повреждения элементов вышки. Поэтому при спуске колонны никогда не следует допускать значительной слабины талевого каната.

При остановке колонны нужно немедленно выбрать лишнюю слабину каната и попытаться опустить трубы путем проворачивания их ключами вручную. Если э^о не даст желаемых результатов, необходимо приступить к осторожному расхаживанию колонны, учитывая прочность резьбовых соединений. Если колонна не поддается расхаживанию, следует приступить к промывке ее глинистым раствором.

Свободное скольжение труб по стенкам ствола будет происходить до тех пор, пока между стенкой скважины и трубами имеется слой глинистого раствора, вследствие чего обсадная колонна не прилегает к стенкам значительной площадью свой поверхности. При отклонении колонны от вертикали происходит плотное прилегание поверхности труб к стенкам скважины на отдельных участках, вследствие чего-весь раствор выдавливается из полукольцевого пространства и трубы плотно прилегают к стенкам скважины. Если пропустить этот момент и оставить трубы без движения хотя бы на несколько минут, то колонна труб будет прихвачена породой.

При бурении скважин в мерзлых породах к креплению ствола обсадными трубами и к тампонажным работам прибегают в следующих случаях: а) для закрепления устья скважины; б) для изоляции межмерзлотных вод, находящихся в жидкой фазе, несмотря на их отрицательную температуру; в) для перекрытия пород «сухой мерзлоты», способных к легкому обрушению при обработке их промывочной жидкостью в процессе бурения; г) для перекрытия мерзлых пород с открытыми трещинами (не заполненными льдом), способными поглощать промывочную жидкость.

В интервалах развития мерзлых пород обсадные трубы подвергаются значительным давлениям при замерзании жидкости и породы в затрубном пространстве. Так как кольцевой зазор между трубами и стенками скважины обычно заполнен не только влагой в жидкой фазе, но и породой (шламом), то при его замерзании за трубами возникают явления пучения пород, сопровождаемые высокими давлениями, вследствие чего обсадные трубы часто сминаются. Кроме того, имея дело с постоянно мерзлыми стенками скважины, приходится строго соблюдать мероприятия, обеспечивающие определенный тепловой режим ствола, во избежание растепления (разрушения) мерзлых стенок скважины. Поэтому работы по подготовке ствола скваяшны к спуску обсадных труб значительно отличаются от работ при бурении в толщах с постоянной положительной температурой.

Основной задачей при проработке и промывке ствола перед спуском обсадной колонны является сохранение устойчивости мерзлых стенок скважины. Этого можно достигнуть применяя промывочную жидкость с отрицательной температурой при входе ее в скважину на протяжении всего времени проработки и промывки ствола, а также избегая спуска переохлажденных труб в скважину в зимнее время. Несоблюдение этих двух условий может привести к тяжелым осложнениям, ликвидировать которые не всегда удается. Поэтому надо строго следить за температурой жидкости в стволе, замеряя ее каждый час на выходе из скважины. Температура жидкости при выходе из скважины должна быть отрицательной или близкой к 0 °С.

Препятствием для свободного прохода труб в зоне мерзлых пород могут быть неровная обработка стенок скважины в процессе бурения и проработки ствола, размыв и искривление ствола, склонность неустойчивых пород к оползанию или обваливанию после растепления, возможность примерзания труб к стенкам скважины во время продолжительных перерывов в работе и замерзание скважины.

При креплении скважин в зоне мерзлоты могут иметь место следующие осложнения: «прилипание», а затем и примерзание труб к стенкам скважины; образование льда (шуги) в скважине и последующее замерзание ствола.

Основной причиной осложнений является более или менее продолжительное нахождение обсадных труб в скважине без движения в результате неудовлетворительной проработки ствола или неисправности оборудования. Поэтому все работы по подготовке скважины должны быть проведены очень тщательно, а спуск труб осуществлен в быстром темпе.

Специальными исследованиями установлено, что прихватывание труб в мерзлых породах происходит в результате одностороннего прижима колонны к стенке скважины, когда отсутствует слой жидкости (глинистый раствор) меяеду наружной поверхностью трубы и стенкой скважины. Места прихватывания труб приурочены обычно к горизонтам крупнозернистого песка.

В случае прихвата колонны при спуске рекомендуется немедленно начать интенсивную промывку скважины соленым глинистым раствором (с содержанием NaCl не менее 8 вес. % от работающего глинистого раствора) и расхаживание колонны с одновременным проворачиванием ключами вручную. Промедление в этом случае неизбежно приведет к примерзанию колонны к стенкам скважины, вынужденной остановке труб на этом интервале и к необходимости «висячей» заливки колонны цементом со всеми вытекающими из этого отрицательными последствиями.

Начало образования льда (шуги) за трубами и последующее замерзание ствола происходит в результате недостаточного контроля за температурой промывочной жидкости, вследствие чего глинистый раствор растепляя мерзлые стенки, насыщается пресной водой. При спокойном состоянии жидкости в скважине происходит разделение ее по удельным весам, благодаря чему создаются условия для образования льда в опресненных слоях промывочной жидкости.

Выпадение льда из спокойно стоящей жидкости в скважине обусловливается двумя факторами:
а) охлаждением жидкости мерзлыми породами стенок скваяшны; б) охлаждением труб при спуске их в скважину в зимнее время.

При бурении скважин с промывкой пресным глинистым раствором происходит быстрое образование шуги и последующее замерзание скважины. Если бурение проводится с соленым глинистым раствором, то по мере его охлаяодения выпадает лед и увеличивается концентрация NaCl в оставшейся части жидкости. Если концентрация NaCl в жидкости невысока, а запас холода в мерзлых стенках скважины значителен, то с течением времени ствол может быть так забит шугой, что скважина будет близка к полному замерзанию. Поэтому при спуске обсадной колонны надо тщательно следить за температурой промывочной жидкости в скважине.

Если в скважине появилась шуга, нужно прекратить спуск колонны и немедленно принять меры к ее устранению путем интенсивного прокачивания соленого глинистого раствора с содержанием в нем NaCl не менее 8%. Наличие указанного количества NaCl в промывочной жидкости способствует прекращению выделения кристаллов льда из раствора и разрушению ранее образовавшихся кристаллов. Нельзя для сохранения теплового режима ствола и устранения